微圆弧金刚石刀具修磨技术研究

微圆弧金刚石刀具是超精密加工中的重要应用工具,基于机械研磨法开展微圆弧金刚石刀具修磨技术研究。通过分析微圆弧金刚石刀具制备技术现状和制备难点,设计一种微圆弧金刚石刀具的修磨技术路线。通过修磨实验解决难磨、易磨方向定位,刀尖容易崩刃及精修刀尖圆弧等技术难点,制备刀尖半径R 8.2μm的微圆弧金刚石刀具。利用原子力显微镜和高倍光学显微镜进行观测,结果表明:前刀面粗糙度R_a=1.50nm,刀尖轮廓波纹度优于0.1μm,与进口高精度刀具指标相当。将其应用在微结构的超精密切削中,取得良好效果。      

超精密铣削加工自由曲面光学元件误差补偿方法

为提高超精密金刚石铣削加工自由曲面光学元件的加工精度和消除光学系统设计误差,提出了一种适用于多轴金刚石铣削加工的误差补偿方法。通过建立自由曲面光学元件铣削加工过程中的刀具误差模型,用于校正刀尖半径误差、径向偏移误差以及刀具不平整度误差。标准球面测试结果显示其主要误差源产生的残余误差由194nm降低为40nm。在黄铜工件表面加工得到的自由曲面光学表面峰谷值误差和残余误差分别为336nm和49nm,证明了该误差修正方法的有效性。     

电镀金刚石圆柱铣刀在数控石材加工中磨损实验研究

本文采用正交实验方法,对电镀金刚石涂层刀具在数控石材加工中进行试验,研究加工参数和金刚石颗粒性能对电镀金刚石刀具磨损量的影响,并利用体式显微镜对磨损后的刀具表面形貌进行了分析.试验结果表明:影响金刚石铣刀磨损量的主要因素是金刚石粒度,加工参数中影响较大的是径向切深,其次是主轴转速,进给速度影响较小.刀具底面的磨损比侧面严重,刀具底面的磨损形式主要是犁沟,金刚石主要以脱落为主;侧面的磨损形式主要是磨平,金刚石颗粒以破碎为主.     

木工聚晶金刚石刀具高效加工设备及工艺

利用电火花线切割加工技术特点,结合木地板行业聚晶金刚石刀具加工需求,研制出一种适用于木地板行业聚晶金刚石刀具加工的往复走丝电火花线切割机床。针对该聚晶金刚石刀具加工的主要技术要求,对机床的机械结构、脉冲电源、控制系统等进行了整体设计开发,使其具有较好的加工精度和表面粗糙度。     

人造金刚石刀具加工有色金属的研究

对人造金刚石刀具加工有色金属的切削性能进行了试验研究。结果表明，目前国产PCD金刚石刀具在加工铝硅合金时的切削性能与国外同类刀具相差不大，符合使用要求；并且得到了CVD金刚石刀具在加工某些有色金属时的切削性能优于硬质合金刀具的结论。     

金刚石涂敷刀具在切削过程中的温度测量

本文采用新的测量技术可测定切削时金刚石涂敷刀具前倾面的精确温度分布。该技术可望在确定金刚石涂敷表面热负荷以获得最优切削参数和减少其磨损率、提高经济效益方面发挥作用。此外，它还可用于确定不同涂敷刀具对不同工件的切削加工性能。     

金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能

为充分对比不同类型金刚石涂层刀具的切削性能,定制几种不同类型金刚石涂层刀具进行等静压石墨切削加工,并与WC硬质合金刀具和TiAlN涂层刀具的切削情况对比,分析不同类型金刚石涂层刀具的涂层形貌、切削寿命、加工后的表面质量以及切削力。结果表明:制备的金刚石涂层刀具的涂层形貌主要为纳米晶和微晶,其寿命是硬质合金和TiAlN涂层刀具的10倍以上,且几种不同类型的金刚石涂层刀具寿命差异较小;金刚石涂层表面的晶粒细化可以降低加工表面的粗糙度和切削力,涂层脱落是金刚石刀具的主要磨损形式。      

CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工石墨模具研究进展

介绍了模具石墨的性能特点和切削加工机理,指出了复杂结构电火花石墨模具铣削加工中的困难,提出了CVD金刚石涂层刀具的解决方案。在此基础上介绍了国内外CVD金刚石涂层刀具在石墨模具高速铣削加工的工艺特点以及加工中CVD金刚石涂层刀具的磨损机制和破损失效形式,并列举了CVD金刚石涂层刀具在石墨模具高速铣削加工的应用,指出CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工可解决石墨模具难以加工这一难题,若能进一步解决CVD金刚石涂层刀具的膜-基结合力和表面粗糙度问题,预期CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工石墨模具可得以广泛推广应用。     

CN1751848高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法

高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法，它属于超精密切削加工技术领域。为解决金刚石刀具的制备比较困难的问题，本发明按照下述步骤进行：调节金刚石刀具机械刃磨机床平衡；研磨盘工作表面经过精车成形后进行精细抛光，然后涂覆金刚石磨粒；对研磨机床主轴系统进行精细动平衡；装卡金刚石刀具，刀体卡具调水平；打开气源，开启金刚石刀具刃磨机床电源，调节机床主轴转速；调整前刀面刃磨方向为易磨方向，并调节刀具前角；在主轴工作转速为1800—2500r／min、研磨压力为金刚石刀具装卡系统自重的条件下刃磨刀具。本发明具有刃磨工艺简单、     

加工参数对金刚石铣刀铣削石材时磨损量影响研究

金刚石铣刀的磨损量是衡量刀具寿命和加工成本的一个重要参数,有必要研究铣削参数和石材硬度对金刚石铣刀磨损量的影响以确定合理的加工参数和提高加工效率.在石材加工数控机床上采用金刚石铣刀铣削大理石和花岗岩,采用精密天平测量金刚石铣刀的磨损量,同时采用体式显微镜分析金刚石铣刀的磨损原因.实验结果表明:切割深度对铣刀磨损量影响最大,其次为进给速度,最后为铣刀主轴转速.磨损量随切割深度和石材硬度的增加而加大,随进给速度和主轴转速增加变化不大.金刚石铣刀的磨损形式主要以金刚石脱落和破碎为主,其次为金刚石磨钝,基体磨损以磨粒磨损为主.     

加工石墨电极用金刚石涂层球头立铣刀

石墨电极可用立铣刀进行加工。但由于电极材料硬度极高,使立铣刀的刀尖磨损很快,因此难以实现高效铣削加工。为了提高立铣刀的耐磨性能,Union Tool公司与旭金刚石工业公司合作开发了用于加工石墨电极的金刚石涂层立铣刀,大幅度提高了金刚石涂层与硬质合金基体的结合强度。     

利用切削加工的刀具磨损精细加工金刚石单晶

金刚石单晶(SCD)具有优越的特性，其硬度极高，作为切削刀具对其精密加工是必不可少的。SCD金刚石作为产品在实际中使用时，必须加工成要求的形状。为了获得SCD的块状模型，通常广泛采用金刚石粉末加以抛光，但这种方法既不经济又太费时。为了使微切削加工用SCD获得要求的形状，本研究则利用切削过程中的刀具磨损，通过实验探讨以铁基材料精密加工SCD。研究发现，铁基材料可去除和抛光SCD，尽管SCD的硬度远远高于铁基材料。对去除率进行了测定，所加工的金刚石表面粗糙度相当于工业加工金刚石，而且比激光加工表面粗糙度要好得多。     

金属切削加工技术的发展趋势漫谈

从刀具发展历程看,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪50年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪70年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石（PCD）,解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。     

人工晶状体加工工艺研究

人工晶状体加工合格率低,已成为国际公认的加工技术难题.对人工晶状体超精密车削中采用的独特的插补路径进行了研究,并详细地分析了单晶金刚石车削加工时插补路径、对刀、刀尖圆弧半径对表面质量的影响,对提高人工晶状体加工质量具有重要意义.     

数控车床刀具补偿功能的应用

数控车床刀具补偿包括刀具位置补偿和刀尖圆弧半径补偿.文章是以数控车床刀具补偿为研究对象,分析了刀具位置补偿的原理和应用,详细的研究磨损补偿动作和几何形状补偿动作的实施;并且分析了刀尖圆弧在加工中产生误差,从而确定在数控加工中必须进行刀尖圆弧半径补偿.同时研究了刀尖方位的确定和刀尖圆弧半径补偿指令的应用.此项研究为现场操作人员和学习数控操作和编程的人员快速处理加工中补偿问题提供了很大的帮助.     

基于刀具底部散热方式的HFCVD法沉积金刚石涂层刀具温度场的仿真优化

用热丝化学气相沉积法(hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)制备金刚石涂层刀具时,衬底温度对金刚石涂层分布的均匀性有重要影响。利用仿真软件ANSYS中的FLUENT模块,对GAMBIT中建立的三维HFCVD批量刀具反应模型进行分析,并运用耦合热传导、热对流、热辐射等3大传热方式对该模型衬底温度分布情况进行仿真预测,对影响涂层分布均匀性的刀具底部支撑台材料散热方式进行分析、优化。仿真结果显示:相较于传统的铜质支撑台和石墨支撑台,热导率小的陶瓷材料支撑台的刀体平均温差最小,为37.82 ℃,比采用铜材料为支撑台时的刀体平均温差降低了45 ℃,更有利于制备膜厚、质量均匀的CVD金刚石涂层刀具。      

CFRP切削加工中刀具磨损研究进展

从不同类基体材料的未涂层、涂层刀具2个方面,综述了CFRP切削加工用刀具的磨损部位及形式。现有研究均以宏、微观实验观测为主,宏观上,磨损位置以后刀面磨损及切削刃钝化最为常见;微观上表现为纤维硬质点与刀具间摩擦所致的磨粒磨损,随着切削温度、速度的提高,同时伴有粘着、氧化磨损。整体来说,金刚石类刀具耐磨性表现最佳,尤其适用于连续切削加工的场合。高强、高硬纤维高频刮擦作用下的磨粒、疲劳磨损仍是该类刀具磨损的主要威胁。当前所采用的辅助工艺(冷却气体、微量润滑、超声振动等)、涂层材料改性、微结构等方法,在一定程度上改善了摩擦条件,抑制了刀具磨损,但仍难以满足CFRP连续高质高效加工需求。可见,如何从微纳观多尺度方向深入研究金刚石类刀具的磨损机理及抑制策略,是CFRP高质高效加工的亟需。     

合成温度对聚晶金刚石的影响

本文利用六面顶压机,在高温高压条件下进行了合成聚晶金刚石的实验。研究了合成温度对聚晶金刚石晶粒大小和黏结剂分布的影响。用扫描电子显微镜观察了相同压力、不同合成温度条件下合成出的聚晶金刚石的断口形貌。结果表明,合成温度高时(1 650℃),晶粒尺寸稍小,金属黏结剂分布均匀;合成温度低时(1 590℃),晶粒尺寸稍大,金属黏结剂分布不均匀。这可能是因为,当温度高时,金刚石生长驱动力小,生长速度稍慢,在相同时间条件下,晶粒尺寸稍小。同时温度稍高,黏结剂流动性增强,更有利于其均匀分布。     

基于GA-BP和RCSA的加工空间刀尖频响预测

针对机床主轴加工位置变化和刀具更换引起刀尖频响函数改变的现象，提出了一种基于遗传算法优化的反向神经网络(GA-BP)和子结构响应耦合方法(RCSA)的刀尖加工空间频响函数预测方法。在该方法中，将机床系统划分为刀柄基座、剩余刀柄和刀具3个子结构。采取GA-BP算法构建刀柄基座频响函数预测模型；通过遗传算法辨识刀柄-刀具结合面参数；最后，采用RCSA法预测出不同加工位置和不同刀具的刀尖点频响函数。结果表示，刀尖点频响函数的预测值与实测值基本一致，前二阶固有频率的误差均不超过5%,有效地验证了该方法的可行性和准确性，为不同位置和不同刀具下的频响函数预测提供了有效参考。     

基于RBF神经网络的花岗岩加工铣削力预测研究

以花岗岩铣削加工中金刚石铣刀为研究对象,对直接导致刀具断裂影响加工效能的关键因素——铣削力进行了研究。针对花岗岩加工铣削力理论公式在实际应用中的局限性,提出了一种采用实验法和神经网络预测相结合的方法。利用实验获得神经网络铣削力预测的建模样本和验证样本以及刀具的断裂极限,利用RBF神经网络对花岗岩加工的铣削力进行了建模预测,通过实验数据验证了该模型的准确性,通过该模型预测获得优选的加工参数,并进行了应用。结果表明该方法有效地提高了刀具的加工效能。